定量基因扩增仪热循环系统建模与分析

根据热、电传递规律的相似性,建立了基于热电制冷器的定量基因扩增仪(PCR仪)热循环系统的等效电路模型,用电路分析方法研究热传导问题。通过电路仿真软件Multisim10对该系统进行仿真,分析系统稳态、动态特性,以及散热器热阻对系统性能的影响。在热循环系统的设计、优化和控制中采用该等效电路模型进行分析是一种简单有效的方法。

基因扩增仪温度检测技术研究

基因扩增仪热循环系统的温度场均匀性是影响待测基因扩增效率的重要因素。为准确获得热循环系统的温度场分布,基于传热学分析,建立了96孔扩增反应样品块的稳态热模型,根据Abaqus热仿真结果,选取13个样品孔温度用于表征整个反应样品块温度场。在完成测温传感器夹具设计的基础上,对温度检测装置性能进行实验验证。实验结果表明,温度检测装置可准确实现在不同热循环阶段多个样品孔温度的同步、高精度测量,为基因扩增仪的热性能评估提供了实验依据。

基于生物传感技术的基因扩增仪温度控制方法

基因扩增仪工作温度控制过程中,受到温度检测技术的影响,导致温度震荡幅值较大。因此,提出基于生物传感技术的基因扩增仪温度控制方法。针对基因扩增仪工作原理,构建PCR仪样品块稳态热模型。依托于生物传感技术设计SAW生物传感器,建立生物传感温度检测技术。利用PID控制器建立自适应温度控制方案,并对温度控制主要参数进行整定处理。实验结果表明:应用所提出的温度控制方法,温度震荡幅值为±1.3℃,满足基因扩增仪温度控制要求。